[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bereitstellen eines
Umfeldabbildes eines Umfeldes einer mobilen Einrichtung. Ferner betrifft die Erfindung
ein Kraftfahrzeug umfassend eine solche Vorrichtung.
[0002] Moderne Kraftfahrzeuge weisen eine Vielzahl von Assistenzsystemen auf, welche einen
Fahrer beim Fahren unterstützen. Beispielsweise kann ein solches Assistenzsystem eine
Einparkhilfe, ein Spurhalteassistent oder ein Tempomat sein. Ferner sind Assistenzsysteme
bekannt, welche das Fahrzeug halbautomatisiert oder automatisiert fahren können, d.h.
sowohl eine Längsregelung als auch eine Querregelung des Kraftfahrzeugs teilweise
oder vollständig übernehmen.
[0003] Aus der
DE 10 2008 036 009 A1 sind ein Verfahren zum Kollisionsschutz eines Kraftfahrzeugs und ein Parkhausassistent
bekannt. Insbesondere ist ein Verfahren zum Schutz eines Fahrzeugs vor einer Kollision
im Park- und Rangierbereich beschrieben, wobei das Fahrzeug eine Umfeldsensorik zur
Detektion von Objekten im Umfeld des Fahrzeugs aufweist. Das Verfahren umfasst die
folgenden Schritte: Erfassen der Sensorinformationen der Umfeldsensorik des Fahrzeugs,
Erstellen einer Umfeldkarte aus den Sensorinformationen der Umfeldsensorik, Bestimmung
der Fahrzeugeigenbewegung, und Bestimmen der Kollisionswahrscheinlichkeit des Fahrzeugs
mit in der Umgebung des Fahrzeugs befindlichen Umfeldobjekten auf Grundlage der Umfeldkarte
unter Berücksichtigung der Fahrzeugeigenbewegung.
[0004] Aus der
DE 10 2013 202 463 A1 ist ein Verfahren zum Ermitteln eines Bewegungsmodells eines verletzlichen Verkehrsteilnehmers
bekannt. Hierbei wird ermittelt, ob sich ein verletzlicher Verkehrsteilnehmer in einer
Umgebung eines Fahrzeugs befindet. Wird ermittelt, dass sich ein verletzlicher Verkehrsteilnehmer
in der Umgebung des Fahrzeugs befindet, so wird die Position des verletzlichen Verkehrsteilnehmers
ermittelt. Ferner werden Bewegungseinflusskenngrößen ermittelt, die repräsentativ
sind für eine vorgegebene Situation und/oder eine vorgegebene Vorrichtung und/oder
einen vorgegebenen signifikanten Punkt, die einen Einfluss auf eine Bewegung des detektierten
verletzlichen Verkehrsteilnehmers haben können. Abhängig von den ermittelten Bewegungseinflusskenngrößen
und der ermittelten Position des verletzlichen Verkehrsteilnehmers wird das Bewegungsmodell
des verletzlichen Verkehrsteilnehmers ermittelt, mittels dessen eine prädizierte Position
des verletzlichen Verkehrsteilnehmers ermittelbar ist.
[0005] Aus der
DE 10 2011 078 615 A1 ist eine Objekterfassungsvorrichtung bekannt. In dieser werden ein aufgenommenes
Bild einer Szene um ein eigenes Fahrzeug herum, Informationen, die einen Fahrzustand
des eigenen Fahrzeugs angeben, und Informationen, die eine Umgebungssituation um das
eigene Fahrzeug herum angeben, beschafft; Risikobereiche, in denen jeweils ein Objekt
wahrscheinlich existiert, und Bereichsrisikograde der Risikobereiche werden basierend
auf den beschafften Informationen geschätzt; Haltungsrisikograde von entsprechenden
Haltungen werden basierend auf einer Beziehung zwischen jedem der Risikobereiche und
der Haltungen des Objekts, von dem angenommen wird, dass es in dem Risikobereich existiert,
geschätzt; ein Fensterbild wird aus einem Suchgebiet in dem aufgenommenen Bild extrahiert,
das jedem der Risikogebiete entspricht, gemäß einer absteigenden Reihenfolge von Gesamtrisikograden;
und es wird identifiziert, ob das Fensterbild ein Bild ist, das das Objekt zeigt,
durch Vergleichen eines Identifikationsmodells mit dem Fensterbild.
[0006] Aus der
DE 10 2015 206 335 A1 ist ein Verfahren zum Warnen eines Verkehrsteilnehmers und/oder eines Fahrers eines
Kraftfahrzeuges bekannt, mit den folgenden Schritte: Fahren mittels eines Kraftfahrzeuges
auf einer Fahrbahn; Überwachen eines ersten Bereichs, der sich neben der Fahrbahn
befindet und der dazu vorgesehen ist, nicht von einem Kraftfahrzeug befahren zu werden,
mittels zumindest eines Sensors, der im oder am Kraftfahrzeug angeordnet ist; Erfassen
einer Gefahrenstelle im ersten Bereich; Ermitteln, ob die Gefahrenstelle einen Verkehrsteilnehmer
im ersten Bereich veranlassen könnte, sich auf die Fahrbahn zu bewegen, der Verkehrsteilnehmer
im ersten Bereich aufgrund der Gefahrenstelle stürzen könnte; und/oder die Gefahrenstelle
den Komfort des Verkehrsteilnehmers im ersten Bereich wesentlich beeinträchtigt; und
Ermitteln des Ortes und der Art der Gefahrenstelle.
[0007] Aus der
DE 10 2016 212 700 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs bekannt, aufweisend die Schritte:
wenn sich das Fahrzeug einem vorgegebenen Ort nähert, Bereitstellen eines ortsbezogenen
Modells, das ein typisches Verhalten eines verletzlichen Verkehrsteilnehmers an dem
vorgegebenen Ort abbildet, an eine Steuerungseinheit des Fahrzeugs, Bestimmen eines
Kontextes, in dem sich der verletzliche Verkehrsteilnehmer momentan befindet, wobei
der Kontext aus Messwerten einer Umfelderfassung bezüglich des verletzlichen Verkehrsteilnehmers
gebildet wird, Ermitteln einer Vorhersage des Verhaltens des verletzlichen Verkehrsteilnehmers
mit dem ortsbezogenen Modell unter Verwendung des bestimmten Kontextes, und Bestimmen
einer Reaktion auf die ermittelte Vorhersage durch die Steuerungseinheit des Fahrzeugs.
Ferner sind aus der Druckschrift ein entsprechendes System zum Durchführen des Verfahrens
und ein entsprechend ausgestattetes Fahrzeug bekannt.
[0008] Aus der
DE 10 2008 062 916 A1 ist ein Verfahren zur Ermittlung einer Kollisionswahrscheinlichkeit eines Fahrzeugs
mit einem Lebewesen bekannt, bei dem das raumzeitliche Verhalten des Lebewesens mit
einem Verhaltensmodell und das raumzeitlche Verhalten des Fahrzeugs mit einem kinematischen
Modell modelliert wird und beginnend mit den aktuellen Positionen des Fahrzeugs und
des Lebewesens jeweils wenigstens eine Trajektorie bestimmt wird. Hierbei werden ausgehend
von den aktuellen Positionen des Lebewesens und des Fahrzeugs eine Trajektorie des
Fahrzeugs und des Lebewesens als Trajektorienpaar so lange berechnet, bis entweder
das Trajektorienpaar eine Kollision anzeigt oder keine Kollision anzeigt, daraufhin
wird die Anzahl der Trajektorienpaare, die eine Kollision anzeigen, ermittelt und
hieraus die Kollisionswahrscheinlichkeit als Quotient aus der Anzahl der Trajektorienpaare,
die eine Kollision anzeigen, und der gesamten Anzahl der berechneten Trajektorienpaare
berechnet.
[0009] Um Assistenzfunktionen der eingangs genannten Art bereitstellen zu können, benötigt
das Kraftfahrzeug ein möglichst gutes Abbild des Umfeldes. Auf Grundlage eines solchen
Umfeldabbildes kann eine Planungseinrichtung anschließend eine zukünftige Trajektorie
planen, welche von dem Kraftfahrzeug teilautomatisiert oder automatisiert abgefahren
werden kann.
[0010] Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bereitstellen
eines Umfeldabbildes eines Umfeldes einer mobilen Einrichtung zu schaffen, bei denen
das Umfeldabbild verbessert bereitgestellt werden kann.
[0011] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
[0012] Insbesondere wird ein Verfahren zum Bereitstellen eines Umfeldabbildes eines Umfeldes
einer mobilen Einrichtung zur Verfügung gestellt, umfassend die folgenden Schritte:
Empfangen und/oder Erfassen von Umfelddaten mittels einer Eingangseinrichtung, wobei
die Umfelddaten das Umfeld abbilden und Informationen über statische Objekte und/oder
dynamische Objekte im Umfeld umfassen, Ausführen der folgenden Schritte für einen
aktuellen und für mindestens einen zukünftigen Zeitpunkt mittels einer Schätzeinrichtung:
- (a) Schätzen einer Zustandswahrscheinlichkeitsverteilung für mindestens eines der
statischen Objekte und/oder dynamischen Objekte auf Grundlage der empfangenen und/oder
erfassten Umfelddaten,
- (b) Erstellen einer Risikopotentialfeldkarte des Umfeldes auf Grundlage der geschätzten
Zustandswahrscheinlichkeitsverteilung des mindestens einen statischen Objektes und/oder
dynamischen Objektes, wobei dies unter Berücksichtigung mindestens eines Risikoergänzungspotentials
erfolgt,
Zusammenfassen der Risikopotentialfeldkarten des Umfeldes für den aktuellen Zeitpunkt
und den mindestens einen zukünftigen Zeitpunkt zu einer Risikopotentialfeldkartensequenz,
und Ausgeben der Risikopotentialfeldkartensequenz als Umfeldabbild mittels einer Ausgabeeinrichtung.
[0013] Ferner wird eine Vorrichtung zum Bereitstellen eines Umfeldabbildes eines Umfeldes
einer mobilen Einrichtung geschaffen, umfassend eine Eingangseinrichtung, wobei die
Eingangseinrichtung derart ausgebildet ist, Umfelddaten zu empfangen und/oder zu erfassen,
wobei die Umfelddaten das Umfeld abbilden und Informationen über statische Objekte
und/oder dynamische Objekte im Umfeld umfassen, eine Schätzeinrichtung, wobei die
Schätzeinrichtung derart ausgebildet ist, die folgenden Schritte für einen aktuellen
und für mindestens einen zukünftigen Zeitpunkt auszuführen:
- (a) Schätzen einer Zustandswahrscheinlichkeitsverteilung für mindestens eines der
statischen Objekte und/oder dynamischen Objekte auf Grundlage der empfangenen und/oder
erfassten Umfelddaten,
- (b) Erstellen einer Risikopotentialfeldkarte des Umfeldes auf Grundlage der geschätzten
Zustandswahrscheinlichkeitsverteilung des mindestens einen statischen Objektes und/oder
dynamischen Objektes, wobei dies unter Berücksichtigung mindestens eines Risikoergänzungspotentials
erfolgt.
Die Schätzeinrichtung ist ferner derart ausgebildet, die Risikopotentialfeldkarten
des Umfeldes für den aktuellen und den mindestens einen zukünftigen Zeitpunkt zu einer
Risikopotentialfeldkartensequenz zusammenzufassen. Die Vorrichtung umfasst ferner
eine Ausgabeeinrichtung, wobei die Ausgabeeinrichtung derart ausgebildet ist, die
Risikopotentialfeldkartensequenz als Umfeldabbild auszugeben.
[0014] Ferner wird ein Kraftfahrzeug geschaffen, umfassend die erfindungsgemäße Vorrichtung.
[0015] Eine Grundidee der Erfindung ist, ein verbessertes Umfeldabbild eines Umfeldes einer
mobilen Einrichtung zur Verfügung zu stellen, indem eine Risikopotentialfeldkarte
sowohl für einen aktuellen Zeitpunkt als auch für mindestens einen zukünftigen Zeitpunkt
mittels einer Schätzeinrichtung erstellt wird auf Grundlage von mittels einer Eingangseinrichtung
empfangenen und/oder erfassten Umfelddaten des Umfeldes der mobilen Einrichtung. Die
Risikopotentialfeldkarte gibt ortsaufgelöst das Risiko an, im Umfeld der mobilen Einrichtung
auf ein Objekt zu treffen. Das Erstellen der Risikopotentialfeldkarte erfolgt hierbei
unter Berücksichtigung mindestens eines Risikoergänzungspotentials. Das Risikoergänzungspotential
gewichtet eine zuvor geschätzte Zustandswahrscheinlichkeitsverteilung eines statischen
und/oder dynamischen Objekts oder gibt für einen Bereich ein Risikopotential als Konstante
vor. Hierdurch können zusätzliche Informationen über das Umfeld in die Risikopotentialfeldkarte
mit einfließen, welche einzelne Bereiche in der Risikopotentialfeldkarte hinsichtlich
eines dort vorherrschenden Risikopotentials beeinflussen können. So kann mittels des
mindestens einen Risikoergänzungspotentials beispielsweise ein Bereich in der Risikopotentialkarte
als risikofrei markiert werden, weil sich dort keine dynamischen Objekte befinden
können. In einem anderen Fall kann ein Risikopotential eines Bereichs in der Risikopotentialfeldkarte
erhöht werden, wenn dieser Bereich besonders oft von dynamischen Objekten passiert
wird und die Wahrscheinlichkeit, dort ein dynamisches Objekt anzutreffen, deshalb
erhöht ist. Die Risikopotentialfeldkarten für den aktuellen Zeitpunkt und den mindestens
einen zukünftigen Zeitpunkt werden dann von der Schätzeinrichtung zu einer Risikopotentialfeldkartensequenz
zusammengefasst, d.h. die Risikopotentialfeldkarten liegen als Bündel vor. Die zusammengestellte
Risikopotentialfeldkartensequenz wird dann von einer Ausgabeeinrichtung ausgegeben.
[0016] Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass ein verbessertes Umfeldabbild bereitgestellt
werden kann, wobei mittels des Risikoergänzungspotentials weitere Informationen über
das Umfeld beim Erstellen des Umfeldabbildes berücksichtigt werden können.
[0017] Die mobile Einrichtung kann insbesondere ein Kraftfahrzeug sein. Die mobile Einrichtung
kann jedoch auch ein Industrieroboter, beispielsweise ein Transportroboter, ein Rasenmäher
oder ein sonstiges Land-, Wasser oder Luftfahrzeug sein.
[0018] Die empfangenen oder erfassten Umfelddaten können beispielsweise Sensordaten sein.
Hierbei kommen sämtliche bekannten Sensoren in Betracht, beispielsweise Radar, Ultraschall,
LIDAR, Kameras, Stereokameras etc., um die Umfelddaten bereitzustellen. Ferner können
die Umfelddaten auch von anderen mobilen Einrichtungen stammen, beispielsweise von
anderen Kraftfahrzeugen oder einer Verkehrsleittechnik. Die empfangenen und/oder erfassten
Umfelddaten können Informationen über die beim Erfassen verwendeten Sensoren umfassen,
beispielsweise eine Sensorart, eine Sensorauflösung oder eine Sensorgüte etc.
[0019] Die empfangenen und/oder erfassten Umfelddaten umfassen insbesondere zumindest Positionsinformationen
von statischen Objekten und/oder dynamischen Objekten im Umfeld der mobilen Einrichtung.
Statische Objekte sind insbesondere Objekte, die nicht bewegbar sind, beispielsweise
Gebäude oder eine fest installierte Verkehrsinfrastruktur. Ein statisches Objekt kann
jedoch auch ein parkendes Kraftfahrzeug sein. Dynamische Objekte sind insbesondere
Fahrzeuge auf einer Straße, wie beispielsweise Kraftfahrzeuge oder Fahrräder, Fußgänger
auf einem Gehweg oder auf einer Fahrbahn einer Straße, beispielsweise auf einem Zebrastreifen.
[0020] Die empfangenen und/oder erfassten Umfelddaten können weitere Informationen umfassen,
beispielsweise eine Richtungsinformation, eine Geschwindigkeitsinformation, eine Beschleunigungsinformation,
eine Klasseninformation zur Klasse des statischen Objekts und/oder dynamischen Objekts.
Ferner können die empfangenen und/oder erfassten Umfelddaten auch weitere Informationen
zum Zustand des statischen Objektes und/oder dynamischen Objektes umfassen, beispielsweise
bei einer Ampel einen Schaltzustand (rot, gelb, grün) oder bei einem Kraftfahrzeug
einen Zustand der Bremsleuchten und/oder der Blinker. Hierzu kann vorgesehen sein,
dass eine Mustererkennung und/oder Klassifizierung der im Umfeld der mobilen Einrichtung
vorhandenen statischen Objekte und/oder dynamischen Objekte durchgeführt wird und
die Ergebnisse als Umfelddaten bereitgestellt werden. Die empfangenen und/oder erfassten
Umfelddaten können auch Informationen zu einem Umweltzustand des Umfeldes umfassen,
beispielsweise eine Wetterinformation (Regen, Bewölkung, Schnee, Sonnenschein etc.)
oder einen Verkehrszustand (Stau etc.).
[0021] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Umfelddaten aus Sensordaten fusioniert
worden sind und bereits für die im Umfeld vorhandenen Objekte deren Position, deren
Geschwindigkeit und Richtung, sowie deren Klasse (z.B. Gebäude, Lichtsignalanlage,
Kraftfahrzeug, Fahrrad, Fußgänger) etc. umfassen.
[0022] Die Schätzeinrichtung schätzt eine Zustandswahrscheinlichkeitsverteilung für mindestens
eines der statischen Objekte und/oder dynamischen Objekte auf Grundlage der empfangenen
und/oder erfassten Umfelddaten. Dies erfolgt beispielsweise, indem für die Position
eines statischen Objektes und/oder dynamischen Objektes eine gaußsche Normalverteilung
angenommen wird, wobei die Positionsinformation den Erwartungswert bildet und eine
Standardabweichung beispielsweise aus einer Sensorgüte des beim Erfassen der Umfelddaten
verwendeten Sensors abgeleitet wird. Ferner kann auch eine Eigenschaft des Objektes,
beispielsweise eine Ausdehnung, berücksichtigt werden.
[0023] Die Zustandswahrscheinlichkeitsverteilung für das mindestens eine statische und/oder
dynamische Objekt umfasst insbesondere eine Belegungsinformation, das heißt eine Information
darüber, ob das Objekt an der entsprechenden Position anzutreffen ist oder nicht,
beispielsweise in Form einer Existenzwahrscheinlichkeitsverteilung. Ferner kann die
Zustandswahrscheinlichkeitsverteilung für das mindestens eine statische und/oder dynamische
Objekt insbesondere auch eine dem jeweiligen Objekt und seiner Position zugeordnete
Risikoinformation umfassen, das heißt eine Information darüber, welches Risiko von
dem jeweiligen Objekt für die mobile Einrichtung ausgeht, beispielsweise in Form einer
Risikowahrscheinlichkeitsverteilung.
[0024] Für den mindestens einen zukünftigen Zeitpunkt ist die Position eines dynamischen
Objektes nicht mehr exakt bekannt, sodass sich die Unsicherheit der Position entsprechend
vergrößert. Dies wird beim Schätzen berücksichtigt, beispielsweise indem der Erwartungswert
entsprechend für den mindestens einen zukünftigen Zeitpunkt z.B. auf Grundlage einer
Geschwindigkeit des Objekts geschätzt wird und die Standardabweichung entsprechend
der gestiegenen Unsicherheit erhöht wird. Für weitere zukünftige Zeitpunkte erhöht
sich die Unsicherheit weiter, was beim Schätzen entsprechend berücksichtigt wird.
[0025] Vorzugsweise wird eine Zustandswahrscheinlichkeitsverteilung für sämtliche in den
Umfelddaten abgebildeten statischen Objekte und/oder dynamischen Objekte geschätzt,
sodass alle sich im Umfeld befindenden Objekte in der Risikopotentialfeldkarte und
der Risikopotentialfeldkartensequenz berücksichtigt werden können.
[0026] Die Risikopotentialfeldkarte ist eine Karte des Umfeldes, in der an jeder Position
der Karte ein Risikowert hinterlegt ist, der angibt, wie wahrscheinlich das Antreffen
eines anderen, insbesondere dynamischen, Objektes dort ist. Können die Risikowerte
beispielsweise einen Wert im Bereich zwischen 0 und 1 annehmen, so bedeutet der Wert
0 an einer Position in der Risikopotentialfeldkarte, dass dort kein Objekt anzutreffen
ist. Der Wert 1 bedeutet hingegen, dass dort ein Objekt anzutreffen ist. Eine solche
Risikopotentialfeldkarte kann beispielsweise einen Bereich von 50 m x 50 m, 20 m x
20 m oder auch nur 10 m x 10 m umfassen. Die Risikopotentialfeldkarte ist insbesondere
gerastert aufgebaut, das heißt sie besteht aus einzelnen rasterförmig angeordneten
Rasterelementen oder Zellen, denen jeweils ein Risikowert zugeordnet ist.
[0027] Als Risikoergänzungspotentiale können beispielsweise Eigenschaften des Umfelds berücksichtigt
werden. Dies können beispielsweise Informationen zu einer Beschaffenheit des Umfelds
sein, wie eine Straßenführung, Verkehrsregeln etc. So kann beispielsweise einem Zebrastreifen
ein solches Risikoergänzungspotential zugeordnet werden, denn die Wahrscheinlichkeit,
dass ein dynamisches Objekt, in diesem Fall ein Fußgänger, sich auf dem Zebrastreifen
aufhält, ist erhöht gegenüber der Wahrscheinlichkeit, dass der Fußgänger sich auf
der Fahrbahn aufhält. Die Risikoergänzungspotentiale können auch auf Grundlage einer
Karte, beispielsweise einer mit Zusatzinformationen angereicherten Straßenkarte, bereitgestellt
werden. Auf diese Weise können Positionen von Zebrastreifen im Umfeld ermittelt werden,
denen anschließend ein entsprechendes Risikoergänzungspotential zugeordnet wird.
[0028] Ein Risikoergänzungspotential kann als Gewichtungsfaktor der Zustandswahrscheinlichkeitsverteilung
oder als feste Konstante beim Erstellen der Risikopotentialfeldkarte berücksichtigt
werden. So kann vorgesehen sein, dass eine geschätzte Zustandswahrscheinlichkeitsverteilung
mittels eines Risikoergänzungspotentials gewichtet wird. Im anderen Fall kann vorgesehen
sein, dass einem bestimmten Ort bzw. Bereich in der Risikopotentialfeldkarte ein konstanter
Risikowert bzw. Risikopotential zugeordnet wird, unabhängig von einer Zustandswahrscheinlichkeitsverteilung
eines Objektes. So kann beispielsweise einem Zebrastreifen, auf dem sich kein Fußgänger
befindet, pauschal ein konstanter Risikowert von 0,5 zugeordnet werden. Überlappt
hingegen eine Zustandswahrscheinlichkeitsverteilung eines Fußgängers mit dem Bereich
des Zebrastreifens, so wird dem Bereich des Zebrastreifens ein konstanter Risikowert
von 1 zugeordnet.
[0029] Bei einem zur Gewichtung dienenden Risikoergänzungspotential können beispielsweise
folgende Faktoren vorgesehen sein, mit denen eine Zustandswahrscheinlichkeitsverteilung
eines Objektes gewichtet wird:
- ein Fußgänger auf der Fahrbahn |
Faktor 0,5 |
- ein Fußgänger auf dem Gehweg |
Faktor 1 |
- ein Kraftfahrzeug auf der Fahrbahn |
Faktor 1 |
- ein Kraftfahrzeug auf dem Gehweg |
Faktor 0 (= parkendes Kraftfahrzeug) |
[0030] Es kann vorgesehen sein, dass die einzelnen Konstanten bzw. Gewichtungsfaktoren für
das Risikoergänzungspotential in einer Datenbank hinterlegt sind, aus der diese bei
Bedarf abgefragt werden. Dies kann insbesondere in Abhängigkeit einer Straßenkarte
und/oder von Klassen erfolgen, die den statischen oder dynamischen Objekten in den
Umfelddaten zugeordnet sind oder zugeordnet werden. Auch können Risikoergänzungspotentiale
für verschiedene Situationen hinterlegt sein. Beispielsweise kann das Risikoergänzungspotential
bei ansonsten gleichen Bedingungen in Abhängigkeit vom Wetter unterschiedlich gewählt
sein.
[0031] Durch das Risikoergänzungspotential können insbesondere bestimmte vom Menschen beim
Führen einer mobilen Einrichtung, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, beobachtete natürliche
Verhaltensweisen berücksichtigt werden. So können beispielsweise bestimmte Bereiche
oder bestimmte Objekte im Umfeld mit einem Risikoergänzungspotential versehen werden.
Ist das Umfeld beispielsweise eine Tempo-30-Zone, in der ein Kraftfahrzeug als mobile
Einrichtung unterwegs ist, und befinden sich rechts von dem Kraftfahrzeug quer parkende
weitere Kraftfahrzeuge, so wird der Fahrer des Kraftfahrzeugs ein großes parkendes
weiteres Kraftfahrzeug, beispielsweise einen großen Transporter, dessen hinterer Teil
weit auf die Straße reicht, weiträumiger umfahren als kleinere weitere Kraftfahrzeuge,
die lediglich auf Parkplätzen neben der Straße stehen, da der Fahrer den Bereich hinter
dem Transporter weniger gut einsehen kann und daher das Risiko höher einschätzt. Entsprechend
kann in dieser Situation ein Risikoergänzungspotential gewählt werden, das dieses
menschliche Verhalten umsetzt, d.h. der Bereich, in dem sich der Transporter befindet,
wird mit einem höheren Faktor gewichtet als die Bereiche, in denen sich die kleineren
weiteren Kraftfahrzeuge befinden. Ferner kann der Faktor auch mit einem Abstand zu
einem Objekt variieren, insbesondere kann der Faktor mit größerem Abstand ansteigen.
Je weiter entfernt ein Objekt ist, beispielsweise ein parkendes Fahrzeug, welches
einen dahinter liegenden Bereich verdeckt, desto größer wird dann das Risiko eingeschätzt.
Hierdurch kann eine sich mit ansteigenden Abstand erhöhende Unsicherheit berücksichtigt
werden.
Durch das Risikoergänzungspotential kann insbesondere ein Sichtschatten, das heißt
ein nicht einsehbarer Bereich, verbessert berücksichtigt werden. Ein solcher Sichtschatten
kann beispielsweise von einem parkenden Fahrzeug, von Gebäuden oder sonstigen Objekten
etc. hervorgerufen werden.
[0032] Das mindestens eine Risikoergänzungspotential wird insbesondere mittels der Schätzeinrichtung
aus den empfangenen und/oder erfassten Umfelddaten abgeleitet und/oder auf Grundlage
der empfangenen und/oder erfassten Umfelddaten aus einer Datenbank abgefragt.
[0033] Die ausgegebene Risikopotentialfeldkartensequenz wird insbesondere einer Planungseinrichtung
der mobilen Einrichtung zugeführt, welche auf Grundlage der Risikopotentialfeldkartensequenz
eine Trajektorienplanung durchführt, das heißt das zukünftige Verhalten bzw. die zukünftige
Bewegung der mobilen Einrichtung plant. Vereinfacht ausgedrückt plant die Planungseinrichtung
die Trajektorie der mobilen Einrichtung dann derart, dass Bereiche mit hohem Risikowert
bzw. hohem Risikopotential möglichst gemieden werden und die Trajektorie in Bereichen
liegt, die einen geringen Risikowert bzw. ein geringes Risikopotential aufweisen.
[0034] Vorzugsweise wird das Verfahren zu weiteren zukünftigen Zeitpunkten wiederholt, sodass
stets eine aktualisierte Risikopotentialfeldkartensequenz bereitgestellt werden kann,
in der das geschätzte zukünftige Verhalten dynamischer Objekte im Umfeld der mobilen
Einrichtung fortlaufend aktualisiert wird.
[0035] In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass beim Schätzen der Zustandswahrscheinlichkeitsverteilung
Freiheitsgrade des mindestens einen statischen Objektes und/oder dynamischen Objektes
berücksichtigt werden. Handelt es sich bei einem dynamischen Objekt beispielsweise
um ein anderes an einer Kreuzung wartendes Kraftfahrzeug, so kann das Kraftfahrzeug
die Kreuzung in drei mögliche Richtungen wieder verlassen (geradeaus fahren, rechts
abbiegen, links abbiegen). Dies kann beim Schätzen der Zustandswahrscheinlichkeit
für die zukünftigen Zeitpunkte berücksichtigt werden. So kann die Zustandswahrscheinlichkeitsverteilung
für den zukünftigen Zeitpunkt entsprechend den drei möglichen Richtungen ausgebildet
sein. Ist in einem anderen Fall beispielsweise an einer solchen Kreuzung ein Linksabbiegen
für das andere Kraftfahrzeug verboten, so kann dies direkt in der Zustandswahrscheinlichkeitsverteilung
oder in Form eines Risikoergänzungspotential berücksichtigt werden. Ein Risikowert
in der Risikopotentialkarte ist dann entsprechend für ein Linksabbiegen des anderen
Kraftfahrzeugs verringert, d.h. die Wahrscheinlichkeit, das andere Kraftfahrzeug zu
einem zukünftigen Zeitpunkt in dem betreffenden Bereich angetroffen wird, ist verringert.
In der Vorrichtung ist die Schätzeinrichtung entsprechend derart ausgebildet, die
Freiheitsgrade beim Schätzen der Zustandswahrscheinlichkeitsverteilung zu berücksichtigen.
[0036] In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine Intentionsinformation
mindestens eines in den Umfelddaten abgebildeten statischen Objekts und/oder dynamischen
Objekts aus den empfangenen und/oder erfassten Umfelddaten ermittelt wird, wobei das
Schätzen der Zustandswahrscheinlichkeitsverteilung für das mindestens eine statische
Objekt und/oder dynamische Objekt zusätzlich auf Grundlage der jeweils ermittelten
Intentionsinformation erfolgt. Hierdurch kann das Schätzen der Zustandswahrscheinlichkeitsverteilung
insbesondere für den mindestens einen zukünftigen Zeitpunkt deutlich verbessert werden.
Ist ein betrachtetes dynamisches Objekt beispielsweise ein an einer Kreuzung wartendes
anderes Kraftfahrzeug, dessen linker Blinker aktiv ist, so kann die Wahrscheinlichkeit,
dass das Fahrzeug sich zu einem zukünftigen Zeitpunkt entsprechend auf dem links von
ihm liegenden Teil der Kreuzung befindet, erhöht werden. Im Gegensatz hierzu kann
die Wahrscheinlichkeit, dass das andere Kraftfahrzeug sich auf dem rechts von ihm
liegenden Teil der Kreuzung oder auf der vor dem anderen Kraftfahrzeug liegenden Strecke
der Kreuzung befindet, verringert werden. Dies wird beim Schätzen der Zustandswahrscheinlichkeitsverteilung
für das andere Kraftfahrzeug entsprechend berücksichtigt. Intentionsinformationen
können beispielsweise auch Informationen zu einer Bewegungsrichtung und/oder einer
Blickrichtung oder einer Gestik eines Fußgängers umfassen. Bei anderen Kraftfahrzeugen
kommen als Intentionsinformation neben einem aktiven Blinker auch ein Zustand von
Bremslichtern oder eine Blickrichtung oder eine Gestik eines Fahrers des anderen Kraftfahrzeugs
in Betracht. In der Vorrichtung kann hierzu eine Intentionserkennungseinrichtung vorgesehen
sein, welche derart ausgebildet ist, diesen Verfahrensschritt auszuführen.
[0037] In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Risikopotentialfeldkartensequenz
als eine aus Einzelbildern bestehende Filmsequenz ausgegeben wird. Anders ausgedrückt
kann dann jede der in der Risikopotentialfeldkartensequenz enthaltene Risikopotentialfeldkarte
als Bitmap-Grafik aufgefasst werden, in der ein einzelner Pixel einem Risikowert für
die mit dem Pixel korrespondierende Position im Umfeld entspricht. Die Werte können
beispielsweise als Graustufenwerte kodiert sein und zwischen 0 und 255 liegen.
[0038] In einer zur vorgenannten Ausführungsform alternativen Ausführungsform ist vorgesehen,
dass die Risikopotentialfeldkartensequenz als Menge von einzelnen Rasterelementen
jeweils zugeordneten zeitabhängigen Funktionen ausgegeben wird. Eine solche Funktion
kann beispielsweise eine Polynom- oder eine Splinefunktion sein. Hierdurch ist es
auf einfache Weise möglich, zeitabhängige Zwischenwerte für die Risikowerte in der
Risikopotentialfeldkarte zu generieren.
[0039] In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass beim Schätzen der Zustandswahrscheinlichkeitsverteilung
ein Straßengraph berücksichtigt wird. Ein solcher Straßengraph repräsentiert eine
Menge von Straßen und die zwischen diesen Straßen bestehenden Verbindungen. Auf Grundlage
des Straßengraphs kann beispielsweise eine zukünftige Bewegungsrichtung eines anderen
Kraftfahrzeugs verbessert geschätzt werden, da aus dem Straßengraph ableitet werden
kann, in welche Richtungen sich das andere Kraftfahrzeug bewegen kann bzw. bewegen
darf. Das Schätzen der Zustandswahrscheinlichkeitsverteilung ist daher verbessert
möglich. In der Vorrichtung ist die Schätzeinrichtung entsprechend hierzu ausgebildet.
[0040] In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass in den Umfelddaten von statischen
Objekten und/oder dynamischen Objekten verdeckte Bereiche identifiziert werden und
diesen identifizierten Bereichen jeweils mindestens ein Risikoergänzungspotential
zugeordnet wird. Ein verdeckter Bereich soll hierbei ein Bereich sein, der auf Grund
seiner Position nicht von den Sensoren, welche die Umfelddaten erfasst bzw. bereitgestellt
haben, erfassbar ist. Da in diesen verdeckten Bereichen eine Aussage über die Existenz
von statischen Objekten und/oder dynamischen Objekten nicht möglich ist, wird diesen
Bereichen ein Risikoergänzungspotential zugeordnet, um diese dennoch in der Risikopotentialfeldkarte
zu berücksichtigen. So können verdeckten Bereichen beispielsweise pauschal Risikowerte
von 0,5 zugeordnet werden, wenn die Risikowerte in der Risikopotentialfeldkarte im
Bereich zwischen 0 und 1 liegen. Eine mit der Trajektorienplanung befasste Planungseinrichtung
kann dann diese verdeckten Bereiche meiden, solange bis Umfelddaten über diese Bereiche
zur Verfügung stehen. In der Vorrichtung ist die Schätzeinrichtung entsprechend hierzu
ausgebildet.
[0041] In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass auf Grundlage mindestens einer der
Risikopotentialfeldkarten oder der Risikopotentialfeldkartensequenz eine Handlungsempfehlung
für die mobile Einrichtung mittels einer Empfehlungseinrichtung abgeleitet und mittels
der Ausgabeeinrichtung ausgegeben wird. Beispielsweise kann eine solche Handlungsempfehlung
eine Empfehlung sein, eine Geschwindigkeit zu verringern oder eine Vollbremsung durchzuführen.
Die Vorrichtung umfasst hierzu eine entsprechend ausgebildete Empfehlungseinrichtung.
Teile der Vorrichtung können einzeln oder zusammengefasst als eine Kombination von
Hardware und Software ausgebildet sein, beispielsweise als Programmcode, der auf einem
Mikrocontroller oder Mikroprozessor ausgeführt wird.
[0042] Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme
auf die Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Vorrichtung zum Bereitstellen
eines Umfeldabbildes eines Umfeldes einer mobilen Einrichtung;
- Fig. 2
- eine schematische Darstellung eines Umfelds eines Kraftfahrzeugs;
- Fig. 3
- für einen aktuellen Zeitpunkt t = 0 eine schematische Darstellung einer aus dem in
Fig. 2 gezeigten Umfeld abgeleiteten Potentialfeldkarte;
- Fig. 4
- für einen zukünftigen Zeitpunkt t = 1 eine schematische Darstellung einer aus dem
in Fig. 2 gezeigten Umfeld abgeleiteten Potentialfeldkarte;
- Fig. 5
- für einen zukünftigen Zeitpunkt t = 2 eine schematische Darstellung einer aus dem
in Fig. 2 gezeigten Umfeld abgeleiteten Potentialfeldkarte.
[0043] In Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Vorrichtung
1 zum Bereitstellen eines Umfeldabbildes eines Umfeldes einer mobilen Einrichtung
30 gezeigt. In der gezeigten Ausführungsform ist die mobile Einrichtung 30 ein Kraftfahrzeug
50. Prinzipiell kann die mobile Einrichtung 30 aber auch anders ausgebildet sein,
beispielsweise als Transportroboter.
[0044] Die Vorrichtung 1 umfasst eine Eingangseinrichtung 2, eine Schätzeinrichtung 3 und
eine Ausgabeeinrichtung 4. Die Eingangseinrichtung 2 ist derart ausgebildet, Umfelddaten
20 zu empfangen und/oder zu erfassen, wobei die Umfelddaten 20 das Umfeld abbilden
und Informationen über statische Objekte und/oder dynamische Objekte im Umfeld umfassen.
Die Umfelddaten 20 werden von Umfeldsensoren 51 des Kraftfahrzeugs 50 bereitgestellt.
Dies können beispielsweise Radarsensoren, Ultraschallsensoren, LIDAR-Sensoren, Kameras
und/oder Stereokameras etc. sein. Auch eine Sensordatenfusion zum Bereitstellen der
Umfelddaten 20 kann vorgesehen sein. Die Umfelddaten 20 können weitere das Umfeld
abbildende Informationen umfassen, wie beispielsweise Richtungsinformationen, Geschwindigkeitsinformationen
und/oder Beschleunigungsinformationen der Objekte und/oder Klasseninformationen zur
Klasse der statischen Objekte und/oder dynamischen Objekte. Ferner können die empfangenen
und/oder erfassten Umfelddaten 20 auch weitere Informationen zum Zustand des statischen
Objektes und/oder dynamischen Objektes umfassen, beispielsweise einen Schaltzustand
einer Ampel (rot, gelb, grün) oder einen Zustand der Bremsleuchten und/oder der Blinker
eines weiteren Kraftfahrzeugs. Hierzu kann vorgesehen sein, dass eine Mustererkennung
und/oder Klassifizierung der statischen Objekte und/oder dynamischen Objekte durchgeführt
wird und die Ergebnisse als Umfelddaten 20 bereitgestellt werden. Die empfangenen
und/oder erfassten Umfelddaten 20 können auch Informationen zu einem Umweltzustand
des Umfeldes umfassen, beispielsweise eine Wetterinformation (Regen, Bewölkung, Schnee,
Sonnenschein etc.) oder einen Verkehrszustand.
[0045] Die empfangenen und/oder erfassten Umfelddaten 20 werden der Schätzeinrichtung 3
zugeführt. Die Schätzeinrichtung 3 ist derart ausgebildet, die folgenden Schritte
für einen aktuellen und für mindestens einen zukünftigen Zeitpunkt auszuführen:
- (a) Schätzen einer Zustandswahrscheinlichkeitsverteilung 21 für mindestens eines der
statischen Objekte und/oder dynamischen Objekte auf Grundlage der empfangenen und/oder
erfassten Umfelddaten 20,
- (b) Erstellen einer Risikopotentialfeldkarte 22 des Umfeldes auf Grundlage der geschätzten
Zustandswahrscheinlichkeitsverteilung 21 des mindestens einen statischen Objektes
und/oder dynamischen Objektes, wobei dies unter Berücksichtigung mindestens eines
Risikoergänzungspotentials 23 erfolgt.
[0046] Die Schätzeinrichtung 3 führt diese Schritte vorzugsweise für sämtliche in den Umfelddaten
20 enthaltenen statischen Objekte und/oder dynamischen Objekte durch. Vorzugsweise
führt die Schätzeinrichtung 3 die Schritte für weitere zukünftige Zeitpunkte durch,
so dass ein zukünftiges Verhalten der Objekte prädiziert werden kann.
[0047] Die Schätzeinrichtung 3 ist ferner derart ausgebildet, die Risikopotentialfeldkarten
22 des Umfeldes für den aktuellen und den mindestens einen zukünftigen Zeitpunkt zu
einer Risikopotentialfeldkartensequenz 24 zusammenzufassen.
[0048] Die Risikopotentialfeldkartensequenz 24 wird der Ausgabeeinrichtung 4 zugeführt,
welche diese dann als aktuelles Umfeldabbild ausgibt, beispielsweise an eine Planungseinrichtung
52 des Kraftfahrzeugs 50. Die Planungseinrichtung 52 plant dann eine zukünftige Trajektorie
des Kraftfahrzeugs 50 auf Grundlage der ausgegebenen Risikopotentialfeldkartensequenz
24.
[0049] Vorzugsweise wird das Verfahren von der Vorrichtung 1 zum nächstfolgenden Zeitpunkt
wiederholt. Auf diese Weise kann ein fortlaufend aktualisiertes Umfeldabbild bereitgestellt
werden, in dem das zukünftige Verhalten von Objekten stets auf Grundlage aktuell empfangener
und/oder erfasster Umfelddaten 20 geschätzt wird.
[0050] In einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass beim Schätzen der Zustandswahrscheinlichkeitsverteilung
21 Freiheitsgrade 25 des mindestens einen statischen Objektes und/oder dynamischen
Objektes berücksichtigt werden.
[0051] Es kann ferner vorgesehen sein, dass die Schätzeinrichtung 3 eine Intentionsinformation
26 mindestens eines in den Umfelddaten 20 abgebildeten statischen Objekts und/oder
dynamischen Objekts aus den empfangenen und/oder erfassten Umfelddaten 20 ermittelt,
wobei das Schätzen der Zustandswahrscheinlichkeitsverteilung 21 für das mindestens
eine statische Objekt und/oder dynamische Objekt zusätzlich auf Grundlage der jeweils
ermittelten Intentionsinformation 26 erfolgt. Die Intentionsinformation wird beispielsweise
von einer Intentionserkennungseinrichtung der Vorrichtung 1 ermittelt und bereitgestellt
(nicht gezeigt).
[0052] Es kann vorgesehen sein, dass die Risikopotentialfeldkartensequenz 24 als eine aus
Einzelbildern bestehende Filmsequenz ausgegeben wird. Alternativ hierzu kann vorgesehen
sein, dass die Risikopotentialfeldkartensequenz 24 als Menge von einzelnen Rasterelementen
jeweils zugeordneten zeitabhängigen Funktionen ausgegeben wird. Die zeitabhängigen
Funktionen können beispielsweise Polynom- oder Splinefunktionen sein.
[0053] Ferner kann vorgesehen sein, dass beim Schätzen der Zustandswahrscheinlichkeitsverteilung
21 ein Straßengraph 27 berücksichtigt wird. Dieser kann beispielsweise in einem Speicher
hinterlegt sein (nicht gezeigt) und der Schätzeinrichtung 3 bei Bedarf zur Verfügung
gestellt werden. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Straßengraph 27 von
den Umfelddaten 20 umfasst ist.
[0054] Es kann vorgesehen sein, dass in den Umfelddaten 20 von statischen Objekten und/oder
dynamischen Objekten verdeckte Bereiche identifiziert werden und diesen verdeckten
Bereichen jeweils mindestens ein Risikoergänzungspotential 23 zugeordnet wird.
[0055] Es kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung 1 eine Empfehlungseinrichtung 5 umfasst,
wobei diese auf Grundlage mindestens einer der Risikopotentialfeldkarten 23 oder der
Risikopotentialfeldkartensequenz 24 eine Handlungsempfehlung für das Kraftfahrzeug
50 ableitet. Die abgeleitete Handlungsempfehlung 28 wird der Ausgabeeinrichtung 4
zugeleitet und von dieser ausgegeben, beispielsweise an die Planungseinrichtung 52
des Kraftfahrzeugs 50. Die Handlungsempfehlung 28 kann beispielsweise eine Empfehlung
sein, eine Geschwindigkeit zu verringern oder zu erhöhen oder eine Vollbremsung durchzuführen.
[0056] In Fig. 2 ist eine schematische Darstellung eines Umfelds 10 eines Kraftfahrzeugs
50 zur Verdeutlichung der Erfindung gezeigt. Das Umfeld 10 ist in dem gezeigten Beispiel
eine Kreuzung mit vier Zuflüssen 15 und vier Abflüssen 16. In dem Umfeld 10 befinden
sich ein Kraftfahrzeug 50 als mobile Einrichtung 30, ein Fußgänger 17 als dynamisches
Objekt 60 und ein weiteres Kraftfahrzeug 18 als dynamisches Objekt 60. Ferner umfasst
die Kreuzung im Umfeld 10 für jeden der Zuflüsse 15 bzw. Abflüsse 16 einen Zebrastreifen
11 und parkende Kraftfahrzeuge 70 (der Übersichtlichkeit halber wurde nur eins mit
einem Bezugszeichen versehen).
[0057] Wie von den Pfeilen angedeutet, bewegen sich das Kraftfahrzeug 50 und das weitere
Kraftfahrzeug 18 auf die Kreuzungsmitte zu. Der Fußgänger 17 ist in Richtung des Zebrastreifens
11 unterwegs.
[0058] In Fig. 3 ist eine schematische Darstellung einer aus dem in Fig. 2 gezeigten Umfeld
abgeleiteten Risikopotentialfeldkarte 22 für einen aktuellen Zeitpunkt t = 0 gezeigt.
Die Risikopotentialfeldkarte 22 zeigt ortsaufgelöst das Risiko für das Vorhandensein
eines Objektes 60 im Umfeld des Kraftfahrzeugs 50 an, das heißt es sind Risikopotentialfelder
im Umfeld des Kraftfahrzeugs 50 dargestellt. Dem weiteren Kraftfahrzeug 18 und dem
Fußgänger 17 als dynamische Objekte 60 sind jeweils Zustandswahrscheinlichkeitsverteilungen
21 zugeordnet. Da in den empfangenen und/oder erfassten Umfelddaten kein Blinken als
Intentionsinformation von dem weiteren Kraftfahrzeug 18 ermittelt wurde, ist die Wahrscheinlichkeit,
dass das weitere Kraftfahrzeug 18 geradeaus weiterfährt, größer, als dass es links
oder rechts abbiegt. Dies ist schematisch durch eine unterschiedlich starke Schraffur
des reduzierten Straßengraphen 27 dargestellt, wobei eine dunkle Schraffur für eine
höhere Wahrscheinlichkeit steht eine leichte Schraffur bzw. ein weiße Linie hingegen
für eine geringere Wahrscheinlichkeit. Aus dem Straßengraphen 27 lassen sich drei
Freiheitsgrade (geradeaus fahren, links abbiegen, rechts abbiegen) des weiteren Kraftfahrzeugs
18 ableiten.
[0059] Die Zebrastreifen 11 sind mit einem Risikoergänzungspotential 23 markiert, sodass
in der Risikopotentialfeldkarte 22 dort ein erhöhter Risikowert im Risikopotentialfeld
vorliegt. Die Risikopotentialfeldkarte 22 kann auch als ortsaufgelöste Kostenkarte
aufgefasst werden, in der Orte mit erhöhtem Risikopotential bzw. ausgedehnte Bereiche
in Form von Risikopotentialfeldern bei einer späteren Trajektorienplanung mit höheren
Kosten belegt werden als Bereiche mit geringerem oder gar keinem Risikopotential.
Von Gebäuden oder parkenden Kraftfahrzeugen 70 verdeckten Bereichen 12 ist ebenfalls
jeweils ein Risikoergänzungspotential 23 zugeordnet, welche jeweils zu einzelnen Risikopotentialen
bzw. Risikopotentialfeldern in der Risikopotentialfeldkarte 22 führen.
[0060] In Fig. 4 ist eine schematische Darstellung einer aus dem in Fig. 2 gezeigten Umfeld
abgeleiteten Risikopotentialfeldkarte 22 für einen zukünftigen Zeitpunkt t = 1 gezeigt,
welche mittels der Schätzeinrichtung erstellt wurde. Man erkennt deutlich, dass die
Fläche der Zustandswahrscheinlichkeitsverteilung 21 für den Fußgänger 17 sich im Vergleich
zur Risikopotentialfeldkarte 22 in Fig. 3 vergrößert hat, da sich die Unsicherheit
beim Schätzen der Position des Fußgängers 17 zum Zeitpunkt t = 1 vergrößert hat. Hieraus
ergibt sich ein entsprechendes Risikopotentialfeld in der Risikopotentialfeldkarte
22, wobei die Zustandswahrscheinlichkeitsverteilung 21 in der Risikopotentialfeldkarte
22 entsprechend durch das Risikoergänzungspotential 23 des in diesem Bereich liegenden
Zebrastreifens 11 gewichtet wird, im einfachsten Fall mit einem Faktor von 1 (wenn
der Wertebereich zwischen 0 und 1 liegt) bzw. einem Faktor von 100 %.
[0061] Entsprechend hat sich auch die Zustandswahrscheinlichkeitsverteilung 21 des weiteren
Kraftfahrzeugs 18 verbreitert, sodass auch hier ein entsprechend vergrößertes Risikopotentialfeld
in der Risikopotentialfeldkarte 22 erzeugt wird.
[0062] Die sonstigen Bereiche bzw. Risikopotentialfelder sind gleich denen der in der Fig.
3 gezeigten Risikopotentialfeldkarte 22, d.h. die Zebrastreifen 11 und die verdeckten
Bereiche 12 führen zu unveränderten Risikopotentialfeldern in der Risikopotentialfeldkarte
22. Auch die Wahrscheinlichkeit, in welche Richtung das weitere Kraftfahrzeug 18 weiterfährt,
bleibt unverändert.
[0063] In Fig. 5 ist eine schematische Darstellung einer aus dem in Fig. 2 gezeigten Umfeld
abgeleiteten Risikopotentialfeldkarte 22 für einen zukünftigen Zeitpunkt t = 2 gezeigt,
welche mittels der Schätzeinrichtung erstellt wurde. Man erkennt deutlich, dass sich
die Fläche der Zustandswahrscheinlichkeitsverteilung 21 für den Fußgänger 17 weiter
vergrößert hat, da sich die Unsicherheit beim Schätzen der Position des Fußgängers
17 zum Zeitpunkt t = 2 nochmals vergrößert hat. Hieraus ergibt sich ein entsprechendes
Risikopotentialfeld in der Risikopotentialfeldkarte 22, wobei die Zustandswahrscheinlichkeitsverteilung
21 in der Risikopotentialfeldkarte 22 entsprechend durch das Risikoergänzungspotential
23 des in diesem Bereich liegenden Zebrastreifens 11 gewichtet wird, im einfachsten
Fall mit einem Faktor von 1 (wenn der Wertebereich zwischen 0 und 1 liegt) bzw. einem
Faktor von 100 %.
[0064] Die Fläche der Zustandswahrscheinlichkeitsverteilung 21 des weiteren Kraftfahrzeugs
18 hat sich ebenfalls vergrößert und verteilt sich nunmehr auf alle drei möglichen
Richtungen, in die sich das weitere Kraftfahrzeug 18 gemäß seinen Freiheitsgraden
bewegen kann. Das entsprechende Risikopotentialfeld in der Risikopotentialfeldkarte
22 verteilt sich entsprechend in drei Richtungen, wobei die Wahrscheinlichkeit eines
Geradeausfahrens gegenüber einem Abbiegen weiterhin größer ist, da ein Blinken in
den Umfelddaten zum aktuellen Zeitpunkt (t = 0) nicht erfasst wurde.
[0065] Die sonstigen Bereiche bzw. Risikopotentialfelder sind gleich geblieben, d.h. die
Zebrastreifen 11 und die verdeckten Bereiche 12 führen zu unveränderten Risikopotentialfeldern
in der Risikopotentialfeldkarte 22. Auch die Wahrscheinlichkeit, in welche Richtung
das weitere Kraftfahrzeug 18 weiterfährt, bleibt unverändert.
[0066] Die in den Figuren 3 bis 5 gezeigten Risikopotentialfeldkarten 22 werden mittels
der Schätzeinrichtung zu einer Risikopotentialfeldkartensequenz zusammengefasst und
mittels der Ausgabeeinrichtung ausgegeben. Die Risikopotentialfeldkartensequenz umfasst
dann drei Risikopotentialfeldkarten für die Zeitpunkte t = 0 bis t = 2.
[0067] Zum Zeitpunkt t = 1 kann vorgesehen sein, dass das Verfahren mittels der Vorrichtung
1 wiederholt wird, wobei hierbei aktualisierte Umfelddaten berücksichtigt werden.
Wenn eine Risikopotentialfeldkartensequenz zu jedem Zeitpunkt drei Risikopotentialfeldkarten
22 umfasst, dann umfasst die nächste Risikopotentialfeldkartensequenz Risikopotentialfeldkarten
22 für die Zeitpunkte t = 1 bis t = 3 usw.
[0068] Auf Grundlage der ausgegebenen Risikopotentialfeldkartensequenzen kann eine Planungseinrichtung
des Kraftfahrzeugs 50 stets eine aktuelle Trajektorienplanung vornehmen und das Kraftfahrzeug
verbessert steuern bzw. dessen Längs- und Querführung verbessert regeln.
[0069] Die Ausführungsbeispiele beziehen sich stets auf ein Kraftfahrzeug 50. Die mobile
Einrichtung 30 kann jedoch auch ein Transportroboter oder sonstiges Fahrzeug sein,
das insbesondere automatisiert gefahren werden kann.
Bezugszeichenliste
[0070]
- 1
- Vorrichtung
- 2
- Eingangseinrichtung
- 3
- Schätzeinrichtung
- 4
- Ausgabeeinrichtung
- 5
- Empfehlungseinrichtung
- 10
- Umfeld
- 11
- Zebrastreifen
- 12
- verdeckter Bereich
- 15
- Zufluss
- 16
- Abfluss
- 17
- Fußgänger
- 18
- weiteres Kraftfahrzeug
- 20
- Umfelddaten
- 21
- Zustandswahrscheinlichkeitsverteilung
- 22
- Risikopotentialfeldkarte
- 23
- Risikoergänzungspotential
- 24
- Risikopotentialfeldkartensequenz
- 25
- Freiheitsgrad
- 26
- Intentionsinformation
- 27
- Straßengraph
- 28
- Handlungsempfehlung
- 30
- mobile Einrichtung
- 50
- Kraftfahrzeug
- 51
- Umfeldsensoren
- 52
- Planungseinrichtung
- 60
- dynamisches Objekt
- 70
- parkendes Kraftfahrzeug
1. Verfahren zum Bereitstellen eines Umfeldabbildes eines Umfeldes (10) einer mobilen
Einrichtung (30), umfassend die folgenden Schritte:
Empfangen und/oder Erfassen von Umfelddaten (20) mittels einer Eingangseinrichtung
(2), wobei die Umfelddaten (20) das Umfeld (10) abbilden und
Informationen über statische Objekten und/oder dynamische Objekte (60) im Umfeld (10)
umfassen,
Ausführen der folgenden Schritte für einen aktuellen und für mindestens einen zukünftigen
Zeitpunkt mittels einer Schätzeinrichtung (3):
(a) Schätzen einer Zustandswahrscheinlichkeitsverteilung (21) für mindestens eines
der statischen Objekte und/oder dynamischen Objekte (60) auf Grundlage der empfangenen
und/oder erfassten Umfelddaten (20),
(b) Erstellen einer Risikopotentialfeldkarte (22) des Umfeldes (10) auf Grundlage
der geschätzten Zustandswahrscheinlichkeitsverteilung (21) des mindestens einen statischen
Objektes und/oder dynamischen Objektes (60), wobei dies unter Berücksichtigung mindestens
eines Risikoergänzungspotentials (23) erfolgt,
Zusammenfassen der Risikopotentialfeldkarten (22) des Umfeldes (10) für den aktuellen
Zeitpunkt und den mindestens einen zukünftigen Zeitpunkt zu einer Risikopotentialfeldkartensequenz
(24), und
Ausgeben der Risikopotentialfeldkartensequenz (24) als Umfeldabbild mittels einer
Ausgabeeinrichtung (4).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Schätzen der Zustandswahrscheinlichkeitsverteilung (21) Freiheitsgrade (25)
des mindestens einen statischen Objektes und/oder dynamischen Objektes (60) berücksichtigt
werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Intentionsinformation (26) mindestens eines in den Umfelddaten (20) abgebildeten
statischen Objektes und/oder dynamischen Objektes (60) aus den empfangenen und/oder
erfassten Umfelddaten (20) ermittelt wird, wobei das Schätzen der Zustandswahrscheinlichkeitsverteilung
(21) für das mindestens eine statische Objekt und/oder dynamische Objekt (60) zusätzlich
auf Grundlage der jeweils ermittelten Intentionsinformation (26) erfolgt.
4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Risikopotentialfeldkartensequenz (24) als eine aus Einzelbildern bestehende Filmsequenz
ausgegeben wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Risikopotentialfeldkartensequenz (24) als Menge von einzelnen Rasterelementen
jeweils zugeordneten zeitabhängigen Funktionen ausgegeben wird.
6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Schätzen der Zustandswahrscheinlichkeitsverteilung (21) ein Straßengraph (27)
berücksichtigt wird.
7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Umfelddaten (20) von statischen Objekten und/oder dynamischen Objekten (60)
verdeckte Bereiche (12) identifiziert werden und diesen identifizierten verdeckten
Bereichen (12) jeweils mindestens ein Risikoergänzungspotential (23) zugeordnet wird.
8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf Grundlage mindestens einer der Risikopotentialfeldkarten (22) oder der Risikopotentialfeldkartensequenz
(24) eine Handlungsempfehlung (28) für die mobile Einrichtung (28) mittels einer Empfehlungseinrichtung
(5) abgeleitet und mittels der Ausgabeeinrichtung (4) ausgegeben wird.
9. Vorrichtung (1) zum Bereitstellen eines Umfeldabbildes eines Umfeldes (10) einer mobilen
Einrichtung (30), umfassend:
eine Eingangseinrichtung (2), wobei die Eingangseinrichtung (2) derart ausgebildet
ist, Umfelddaten (20) zu empfangen und/oder zu erfassen, wobei die Umfelddaten (20)
das Umfeld (10) abbilden und Informationen über statische Objekte und/oder dynamische
Objekte (60) im Umfeld (10) umfassen,
eine Schätzeinrichtung (3), wobei die Schätzeinrichtung (3) derart ausgebildet ist,
die folgenden Schritte für einen aktuellen und für mindestens einen zukünftigen Zeitpunkt
auszuführen:
(a) Schätzen einer Zustandswahrscheinlichkeitsverteilung (21) für mindestens eines
der statischen Objekte und/oder dynamischen Objekte (60) auf Grundlage der empfangenen
und/oder erfassten Umfelddaten (20),
(b) Erstellen einer Risikopotentialfeldkarte (22) des Umfeldes (10) auf Grundlage
der geschätzten Zustandswahrscheinlichkeitsverteilung (21) des mindestens einen statischen
Objekte und/oder dynamischen Objektes (60), wobei dies unter Berücksichtigung mindestens
eines Risikoergänzungspotentials (23) erfolgt,
wobei die Schätzeinrichtung (3) ferner derart ausgebildet ist, die Risikopotentialfeldkarten
(22) des Umfeldes (10) für den aktuellen und den mindestens einen zukünftigen Zeitpunkt
zu einer Risikopotentialfeldkartensequenz (24) zusammenzufassen, und
eine Ausgabeeinrichtung (4), wobei die Ausgabeeinrichtung (4) derart ausgebildet ist,
die Risikopotentialfeldkartensequenz (24) als Umfeldabbild auszugeben.
10. Kraftfahrzeug (50), umfassend eine Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 9.